光热增强型Pt修饰Cu2O合金纳米簇用于染料污染物的光电芬顿高效降解

研究人员针对传统芬顿技术中H2O2消耗快、pH依赖性强等问题，开发了具有光热效应的雪片状Pt-Cu2O合金纳米簇（SSPt-Cu2O NCs），通过协同光电芬顿催化在2小时内实现96.13%的罗丹明B降解率，为工业废水处理提供了高效环保的新策略。

　　

随着城市化进程加速，合成染料导致的水体污染已成为全球性难题。这些污染物不仅破坏水生生态系统，更因致癌性、致畸性等特性威胁生物安全。传统处理方法如吸附、生物降解等存在效率低、成本高等局限，而常规芬顿技术虽能高效产生活性羟基自由基（•OH），却受限于H₂O₂快速消耗和酸性环境要求。如何突破这些瓶颈，实现广谱pH适用、持续高效的污染物降解，成为环境科学领域的重大挑战。

中国某研究机构团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表的研究中，创新性地将光热效应与光电芬顿技术结合，设计出雪片状铂修饰氧化亚铜合金纳米簇（SSPt-Cu₂O NCs）。这种双金属合金结构通过内置电场促进电子转移，在近红外光（808 nm）照射下产生超过50℃的局部高温，显著加速反应动力学。配合直流电场持续生成H₂O₂，实现了中性条件下96.13%的罗丹明B降解效率，为工业废水处理提供了"一石三鸟"的解决方案——既突破pH限制，又解决氧化剂再生难题，还通过光热效应提升反应速率。

研究团队采用水热法合成纳米材料，通过SEM/TEM表征形貌，STEM-EDX分析元素分布，并系统评估了催化性能。关键发现包括：

化学试剂
实验选用高纯度铜盐和铂盐前驱体，通过精确调控合金比例优化催化活性。

SSPt-Cu₂O NCs的表征
电子显微镜显示纳米簇呈独特雪片状结构，元素映射证实Pt均匀分布在Cu₂O基质中。这种设计使Cu⁺/Cu²⁺氧化还原对的电子迁移效率提升3倍，为•OH持续生成奠定基础。

结论
该研究首次将光热效应引入光电芬顿体系，双金属协同效应使催化效率较传统方法提高40%。纳米催化剂展现优异重复使用性和环境友好性，为有机污染物治理提供了新范式。

这项工作的突破性在于：通过合金工程调控电子结构，使中性条件下•OH产率提升至酸性环境的92%；光热效应将反应速率常数提高2个数量级；直流电场驱动的H₂O₂原位再生技术解决了氧化剂补给难题。这些发现不仅为染料废水处理提供实用方案，更为多场耦合催化技术开发提供了理论依据。